JP4708356B2 - パイプシェル - Google Patents

Description

本発明は、その温度が周囲空気の露点温度より周期的に低くなる外側表面を有したパイプ、容器、換気ダクトおよび類似の設備部品のためのパイプシェルの態様の断熱システムに関する。この断熱システムは、熱的絶縁層と、この熱的絶縁層の一方の側に配設された蒸気バリアとを備えている。

建築および処理の技術において、例えばパイプや容器を断熱することは極めて一般的である。この断熱は、例えばパイプシェル、シート、あるいはマットによって行うことができる。典型的な断熱は、ミネラルウールのような熱的絶縁材料を含み、周囲空気に対向するその側面上にプラスチック、紙、あるいは金属の保護表面層を有している。

アルミニウム箔のような一般的には隙間がないと考えられている材料を保護表面層のために選択し、かつ熱的絶縁材料を連続する包囲体として配置しても、完全に隙間のない包囲体を得ることはできない。隣接するパイプシェル間の接続部や、パイプの上にパイプシェルを取付けるための長手方向のスロット、あるいは物理的なダメージといった開口が常に存在し、この開口を介して水蒸気が断熱材に浸透して断熱されるべき表面に達する。水蒸気の浸透の他の重要な要因は拡散である。拡散は、金属あるいはプラスチックの箔といった隙間がないと一般的に考えられている材料を介して生じるので、完全に防止することができない。

断熱される表面の温度が周囲空気の露点温度より低いと、水蒸気は凝縮する。問題は凝縮液が蒸発できないことであり、それは長い期間の間に、断熱表面ばかりでなく実際の断熱材にも、例えば腐食といった形態のダメージを生じさせる。

良好に機能して凝縮液の除去をもたらす確立された解決策が市場には存在している。

第１の実例は、国際特許公開ＷＯ９１／１８２３７号によって与えられる。この解決策は、例えばパイプの周囲に配置できるように構成された熱的絶縁材料の両側に、吸湿性材料の層を用いる。これらの２つの層は、熱的絶縁材料の開口を介して互いに連通し、それによって凝縮液は毛管作用によって内側層から外側層へと運ばれる。パイプシェルを含む場合に、内側層はパイプを取り囲むように配置され、かつそれらの自由端はパイプシェルの外側に位置できるようにパイプシェルの長穴を介して突出し、そこにおいて周囲空気に露出して蒸発表面を形成する。吸湿性材料はロウソクの芯に似ており、凝縮液にさらされている表面を、凝縮液が自由に蒸発できる周囲空気に連通させる。

同様な方法の変形例が、国際特許公開ＷＯ９５／１９５２３号において明らかにされているが、そこにおいては吸湿性材料の量が減少している。パイプの全長を覆う代わりに、吸湿性材料は例えば条片の形態に構成され、パイプの長手方向に沿って互いに等しい間隔を開けて配置される。同様に、国際特許公開ＷＯ９１／１８２３７号においては、吸湿性材料は、凝縮が生じる表面、すなわち断熱される表面と直接的に接触しつつ、断熱材の外側へと延び、そこにおいて周囲空気に露出して蒸発面を形成する。

他の変形例は、国際特許公開ＷＯ９４／０５９４７号において明らかにされている。なかでも、パイプおよびパイプシェルの選択された部品に塗布する吸湿性塗料を吸湿性材料とし、連続した塗料表面を形成してパイプの表面からパイプシェルの外側へと延びるようにし、蒸発面を形成することが述べられている。したがって、この塗料は、上述した国際特許公開ＷＯ９１／１８２３７号の吸湿性材料と同じ機能を有する。

国際特許公開ＷＯ９７／１６６７６号が開示する解決策においては、パイプとそれを取り囲む熱的絶縁材料との間に第１の隙間が形成される。後者には、その内側とその外側とを接続して毛管作用を行う多くの開口が設けられており、第１の隙間およびパイプ表面から、凝縮液が周囲空気に蒸発することができる熱的絶縁材料の外側へと、毛管作用によって凝縮液を導くようになっている。熱的絶縁材料の外側は水をはじく膜によって囲まれている。この膜は、熱的絶縁材料とこの膜との間に第２の隙間が形成されるように配設されている。水分を吸収する物質の層が各隙間の内側に配置されるが、これらの２つの層は、例えば、熱的絶縁材料のスロットによって互いに接続されることが好ましい。水をはじく膜の適切な材料の実例は、防水性であって拡散のための開口を有した繊維材料である。

凝縮液を取り除くためのあらゆる従来技術の問題解決策に共通する特徴は、凝縮液が形成される面上にこの吸湿性材料を配置するとともに、この吸湿性材料が周囲空気と直接的に接触するようにし、この吸湿性材料によって凝縮液の除去が行われるように、直接的にあるいは間接的に周囲空気にさらされる蒸発面を形成することである。この技術はきわめて良好に確立されている。しかしながら、この技術は、吸湿性材料の量に関して、ある種の過度な寸法設計に結びついている。この過度な寸法設計は、製品のコストに影響を及ぼす。さらに、断熱材の外側に露出している吸湿性材料の一部を覆うように配置された、例えば接着テープの形態の保護的な表面が多用され、この材料の一部が周囲空気から制御不能な状態で水分を吸収することを防止している。

本発明の目的は、製造が容易かつ安価な断熱システムを提供することにある。

この断熱システムは、たとえあったにしても軽微な変更の後に、既存の製造設備によって製造することが可能である。

この断熱システムは、従来技術のシステムにおける取付の経験を必要とすることなく、その取り付けが容易である。

上述した目的、および上述しなかった他の目的を達成するために、本発明は、請求項１に述べられている特徴を有した断熱システムに関する。好ましい実施形態は、請求項２〜１４に明らかにされている。本発明はまた、請求項１５に記載されているそのような断熱システムの使用に関する。

多くの用語が本文の全体にわたって用いられるが、それは以下の通りに定義される。蒸気バリアという用語は、蒸気の拡散及び対流を困難なものとする材料に関する。吸湿性材料という用語は、水蒸気および凝縮液を吸収して搬送するとともに、周囲空気の水分に起因して平衡状態が達成されるように水蒸気を放出する材料に関する。

より詳しくは、断熱システムは、その外側表面温度が周期的に周囲空気の露点温度以下となる、パイプ、容器、換気ダクトおよび類似の設備部品に設けられる。そして、この断熱システムは、熱的に絶縁する層と、この熱的絶縁層の一方の側に配設された蒸気バリアとを備える。この断熱システムは、蒸気バリアと熱的絶縁層との間に配設されて少なくとも部分的に蒸気バリアに接続されている吸湿性材料と、吸湿性材料が熱的絶縁層と部分的に接触するように熱的絶縁層に接続されている蒸気バリア及び吸湿性材料との組合せによって、特徴づけられている。

接続するという用語は、本文の全体にわたって、蒸気バリアおよび／または吸湿性材料と熱的絶縁層との間の部分的な粘着性あるいは付着性の接着に関する。他の中間層において、吸湿性材料は、２つの材料の間に連通をもたらすために熱的断熱層の材料に接触して配置される。

その結果、断熱システムは、断熱される表面の上に運転中の形成され得る凝縮液を単純な方法で輸送できるように、その表面から離れて、かつ熱的絶縁材料と蒸気バリアとの間に配設された吸湿性材料の上に設けられる。熱的絶縁材料と部分的に接触している吸湿性材料によって、凝縮液の吸収が生じる。吸収された凝縮液は、蒸気バリアおよびその中の不可避な開口を介して周囲空気に蒸発することができる。熱的絶縁材料を介して凝縮液の移動は、毛管作用によって生じる。毛管作用は、この断熱システムにおいては中立な圧力を有する領域である水が飽和している内側の表面と、大気圧より低い圧力の領域である周囲空気との間の、間隙水圧の差によって駆動される。言い換えると、凝縮液は熱的絶縁材料を介して外側に浸透し、吸湿性材料との接触によって吸収される。吸収によって、凝縮液は吸湿性材料の大きな表面に拡散する。吸湿性材料に収集された凝縮液は、蒸気バリアを介して蒸発することができる。このことは、この断熱システムを用いるときに、拡散しかつ蒸発する水蒸気の間における平衡状態に帰着する。

この断熱システムは、構造の観点からするときわめて単純であり、固まっていない要素の必要性が限定されているユニットとして製造しかつ取り扱うことができる。吸湿性材料の量およびそのタイプ、例えば織り上げられた連続表面あるいは網状の構造の選択は、この断熱システムの意図する作動状態に応じて、製造業者が容易に最適化することができる。吸湿性材料の最適化の可能性はまた、この断熱システムのコストを減少できることを意味する。

この断熱システムは、従来技術の断熱システムの製造に用いる製造設備を軽微な調整なしに、あるいは調整した後で製造することができるから、製造設備の切換のためのコストは低い。さらに、従来技術の断熱システムの取付けの経験を有した取付工は、新しい訓練を必要とすることなしに、本発明による断熱システムを取り付けることができる。この断熱システムはまた、例えばパイプシェル、マット、あるいはシートの形の多くの異なる形状に適用することができる。

吸湿性材料は、その融点温度以上に加熱された後にこの吸湿性材料を熱的絶縁層に触れさせるように配設される熱可塑性のバインダによって、熱的絶縁層に接続することができる。この接続は、２つの材料の間に連通をもたらすための熱的絶縁材料との部分的な接触を確実なものとする。接続される表面が連続している必要はないが、接触している領域とそうでない領域との分布が断熱面において均一であることは有利である。

吸湿性材料は、熱可塑性物質とすることができる。熱可塑性の吸湿性材料は、熱可塑性バインダの減少あるいは排除を可能にする。その場合には吸湿性材料が、熱可塑性バインダに完全にあるいは部分的に取って代わることができるからである。

蒸気バリアおよび吸湿性材料は、有利には積層体を構成する。この積層された形状は、きわめて有利である。バインダの量およびその塗布を高い精度で制御することができるからである。その上、この積層された形状は、この断熱システムに含まれる材料および層を正確に方向付けることができるようにする。最後になったからといって重要でないというわけではないが、この積層された形状は、製造工程をきわめて単純なものとする。取り扱う材料の量が最小化されるからである。

さらに、蒸気バリア、吸湿性材料および熱可塑性バインダは、積層物を構成することができる。積層物に熱可塑性バインダが含まれることは非常に好ましい。バインダの量およびその付加をきわめて高い精度で制御することができるからである。バインダの量およびその配置の正確さは、蒸気バリアと吸湿性材料との間の接続を確実なものにする上で最も重要である。

熱可塑性バインダは、好ましくは、蒸気バリアの隣の第１層および熱的絶縁材料の隣の第２層に配置される。２つの異なる層に配置されたバインダにより、所望および必要に応じて、異なる層の厚みおよび付加パターンを制御することができる。例えば、蒸気バリアと吸湿性材料との間に厚く連続する層を付加することにより、２つの材料の間の完全な接着を確実なものとすることができる。そのような層は、例えば外側が損傷した場合における剥離を防止する。この連続した第１層と同時に、例えば、接続を確実なものとするために、すなわち吸湿性材料と熱的絶縁材料との間にバインダなしの接触表面を同時に形成しつつ、それらの２つの層の間の部分的な接着を確実なものとし、 その接触表面において２つの材料が相互の連通のために互いに接触するように、吸湿性材料と熱的絶縁材料との間に非連続的な第２層を配置することができる。

好ましい実施例において、積層体は、吸湿性材料を周囲空気に連通させるように構成された孔を有する。これらの孔は、蒸気バリアと吸湿性材料との間のバインダの層を貫通するくらいに深い。これらの孔は、吸湿性材料を周囲空気に連通させ、それによって断熱される表面および熱的絶縁材料から吸収された凝縮液が蒸発できるようにする。

吸湿性材料は、有利には非連続的な層とすることができる。言い換えると、 吸湿性材料はまた、網状構造、個々の糸、あるいは個々の糸のかたまりとすることができる。この糸は、当業者が理解し得るように、モノフィラメント糸およびマルチフィラメント糸とすることができる。したがって、吸湿性材料の量は必要に応じて、すなわち断熱システムが作動する条件に応じて、最適化することができる。

また、熱可塑性のバインダは、有利には非連続的な層として配置することができる。そのような付加は、吸湿性材料と熱的絶縁材料との間の接続、すなわち吸湿性材料と熱的絶縁材料との間の所望の部分的な接着および部分的な接触を確実なものとする。

一つの実施例においては、熱的絶縁層は追加の吸湿性材料を有することができる。この追加の吸湿性材料は、パイプ、容器、換気ダクト、あるいは取付部品からの水蒸気および凝縮液の改良された吸収および輸送のために用いられる。そのような追加の吸湿性材料は、例えば、当業者にとって周知の、熱的絶縁層と一体化されたひだ状マットあるいは積層マットの形態の層とすることができる。それはまた、分割されたたわみ管シェル、すなわち、例えば曲り管の周りのパイプシェルの湾曲を容易にするために、その全長に沿って複数の柔軟な部分に分割されたパイプシェルの２つの連続部分の間に配設される層とすることができる。後者の層は、例えば吸湿性材料の布あるいは織物とし、または吸湿性の塗料で覆われた表面とすることができる。織物は、例えば圧縮繊維構造を含むことができる。

他の実施例において、吸湿性材料は、蒸気バリアのための補強を形成することができる。この補強は蒸気バリアの引裂き強さ、したがって外部損傷のリスクを高める。

この積層体は、パイプ、容器、換気ダクト、および類似の設備部品を囲むように製作できるフラップを形成するために有利な幅が与えられる。そのようなフラップには、蒸気バリアの外側に対する接着、したがって、その断熱を容易にするために多くの場合に管用断熱材に見い出されるスロットを封止するための接着テープを設けることができる。

蒸気バリアは、有利には水分適応性を有することができる。

本発明の別の態様は、そのような断熱システムの使用に関連する。

本発明は、一例として、および目下のところ好ましい実施形態を図示している添付の図面を参照することによって、より詳細に記載される。

本発明の断熱システムは、その外側温度が周期的に周囲空気の露点温度以下となるパイプ、容器、換気ダクト、および類似の設備部品に用いることが意図されている。以下の説明においては、総称的な用語がこれらのパイプ、容器、換気ダクトあるいは設備部品のために用いられる。

図１を参照すると、本発明による断熱システム１の模式的な断面図が示されている。ここで強調されるべきことは、図１および他の図において、断熱システム１に含まれているあらゆる材料の層が、明確さのために、非常に誇張された比率で示されているということである。

断熱システム１は、その外側から蒸気バリア２、吸湿性材料３、熱可塑性バインダ４、および熱的絶縁材料５を備えている。熱可塑性バインダ４は、もちろん、１つ若しくは複数の層として、あるいは図示した以外の位置に配置できることは理解されよう。熱的絶縁材料５は、断熱されるべき要素（図示せず）の表面に直接的にあるいは間接的に係合するように構成されている。４つの層２、３、４、５について以下に個別に述べた後、そのような断熱システム１の様々な実施形態が与えられる。個々の層の説明は、他に述べない場合には、熱による影響を受ける前、すなわち熱可塑性物質のバインダが溶解する前の状態について与えられる。

蒸気バリア２の第１の機能は、蒸気の拡散あるいは蒸気の対流を困難なものとすることにある。上述したように、断熱される要素を完全に隙間なく封入することができないことは一般に公知である。常に継目が存在し、そこを通って水あるいは蒸気が入り込むことができ、そして一旦断熱材の内側に入ると、より冷たい表面、すなわち要素上において凝縮する。ほとんどの場合、断熱システム１の寿命の間に蒸気バリア２に損傷が生じ、水あるいは水蒸気が入り込めるようになる。回避することができない第３の要因は拡散であり、隙間がないと一般に考えられている表面、すなわち金属箔あるいはプラスチック箔を介して生じる。

蒸気バリア２の材料の選択における問題は、その中で断熱システム１が機能する環境、現在の特定の建築規格、現在の火災規制基準、特にコストである。適切な材料の実例は、金属箔、プラスチック箔、紙、および撥水膜材料である。撥水膜材料とは、その第１の厚み方向においては水蒸気の移動を許すが、その第２の厚み方向においては水の移動を妨げる材料のことである。撥水膜材料の実例は、「ゴアテックス（登録商標）」の名称で販売されている材料である。

蒸気バリア２は、水分適応性を有した材料から製造することができる。水分適応性とは、水蒸気の拡散に対する抵抗が周囲大気の空気湿度に依存する材料を意味する。そのような材料の一つの実例が、欧州特許ＥＰ０８２１７５５Ｂ１号に与えられている。本発明に適合する材料は、この種類の蒸気バリアを取り囲んでいる大気の相対湿度が３０〜５０％以内の範囲にあるときに、Ｓｄ値（水蒸気拡散抵抗）が拡散等価空気層厚さで２〜５メートルの範囲にあるようなものである。同様に、空気湿度が７０〜８０％の範囲内にあるときには、それは６０〜８０％あるいは７０〜９０％まで拡張することができるが、Ｓｄ値は拡散等価空気層厚さで１メートルより小さい。この種類の蒸気バリアは、好ましくはナイロン６、ナイロン４、あるいはナイロン３から製造される。さらに、この種類の蒸気バリアは、好ましくは１０マイクロメートルから２ミリメートルの厚みにおいて、最も好ましくは２０マイクロメートルから１００マイクロメートルの厚みにおいて用いられる。

吸湿性材料３が意味するものは、上述したように、水蒸気および凝縮液を吸収して輸送できるとともに、平衡状態が達成されるように周囲空気の湿度によって水蒸気を放出することができる材料である。吸湿性材料３は、グラスファイバ、木材、厚紙、活性白土、ケイ酸アルミニウム、あるいはシリカゲルのような、多くの異なる材料から構成することができる。吸湿性材料３はまた、ポリエステルあるいはナイロンのような、熱可塑性の材料から構成することができる。後者のタイプの材料は、熱可塑性のバインダの量を減少させ、あるいは完全に排除できることを意味する。

吸湿性材料３がグラスファイバあるいは熱可塑性材料から構成される場合に、吸湿性材料は、織りあげられ、紡ぎ出され、ひだ状、あるいは編まれた構造の形態であることが好ましい。吸湿性材料３はまた、不連続繊維、あるいはフェルト状の織物構造から構成することができる。

その最も単純な実施形態において、吸湿性材料３は、図示するように、連続した層から構成されるが、細かいあるいは粗い網目の形態の非連続的な層から構成することもでき、または個々の糸、あるいはかたまり状に構成された糸から構成することもできる。この糸は、モノフィラメント糸あるいはマルチフィラメント糸から構成することができる。

吸湿性材料３はまた、１つ若しくは複数の層において用いることができる。複数の層を用いるときに、それらの層には互いに異なる方向を与えることができる。例えば、網目構造を有する２つの層を互いに４５度の角度で方向付けすることができる。

吸湿性材料３を吸湿性塗料から構成できることもまた理解される。

熱可塑性のバインダ４（以下においてバインダと呼ぶ）は、多くの異なる物質から構成することができるが、ポリエチレン（ＰＥ）が最も好ましい。バインダ４は、１つ若しくは複数の連続する層から構成することができ、あるいはまた１つ若しくは複数の非連続的な層から構成することもできる。図１は、圧力および熱の影響を受ける前の非連続的な層を最も模式的に示している。

バインダ４は、その溶融温度以上に加熱されたときに溶解して、吸湿性材料３を熱的絶縁材料５に接続するように配置される。接続するという用語は、蒸気バリアあるいはまた吸湿性材料３と熱的絶縁材料５との間における、部分的な粘着性あるいは付着性の接着に関連する。他の中間領域においては、吸湿性材料３が熱的絶縁材料５に接触して配置され、２つの材料の間に連通をもたらすようになっている。接着された領域および接着されない領域の分布は、この断熱システム１の表面の全体にわたって均一であるべきである。接続のための設備については後述する。

加熱と共に、一様に分布する荷重圧力が例えばロールによって付加され、ほとんどの場合に開いた繊維構造あるいは開いた孔を有している熱的絶縁材料５に押し込まれるとともに、吸湿性材料３の隙間および凹凸内に押し込まれるバインダ４よって、接着が生じる。そのような隙間の実例は、その表面の凹凸、孔、穿孔、織りあげられ、紡ぎ出され、ひだ状、あるいは編まれた構造において隣接する糸の間の隙間、網目状構造において隣接する糸の間の隙間、または不連続繊維あるいは織物のバットにおける個々の繊維の間の隙間である。

開いた繊維構造／孔および上述の隙間内に押圧されるバインダ４によって、熱的絶縁材料５に対する接着はとりわけこれらの領域に生じる。同時に、吸湿性材料３と熱的絶縁材料５との間にバインダのない接触表面が生じ、 その接触領域において２つの材料は相互の連通のために互いに接触する。

したがって、上述した接続は部分的な接着から構成され、その程度は吸湿性材料３の表面構造および形状、すなわち、例えばそれが織りあげられた連続層であるか網状構造から構成されているかによって左右される。

ここで理解できることは、この接着が熱的絶縁材料５に対してばかりではなく、吸湿性材料３の反対側に配置された蒸気バリア２に対しても生じるということである。蒸気バリア２と吸湿性材料３との間の接着は、有利には連続させることができる。このことは、例えば、蒸気バリア２と吸湿性材料３との間のバインダ４の別の層によって制御されるが、その詳細は後述する。

バインダ４は様々な方法で付加することができるが、その幾つかについて以下に述べる。

バインダ４は、吸湿性材料３の熱的絶縁材料５に向かって方向付けられた表面上に薄い連続層として付加することができる。そのような層は、圧力の負荷と共にその溶融温度以上に加熱される間に押圧されると、熱的絶縁材料５を吸湿性材料３に対して部分的に接触させるように、薄くなければならない。上述の説明によると、バインダ４の余剰な部分は、熱的絶縁材料５あるいは吸湿性材料３の隙間内に押し込まれ、吸湿性材料３と熱的絶縁材料５との間の部分的な接着および蒸気バリア２と熱的絶縁材料５との間の接着を生じさせる。

圧力は、ロールによって適切に負荷される。バインダの適切な量は５〜１００グラム／平方メートル、より好ましくは１０〜７０グラム／平方メートル、最も好ましくは２０〜５０グラム／平方メートルである。

上述したことについて考え得る変形例は、バインダの層が蒸気バリア２と吸湿性材料３との間に配置されることである。熱および圧力を負荷すると、溶融したバインダ４は吸湿性材料３の隙間、例えば織りあげられた構造の糸の間を通って上方に押し付けられ、それによってバインダ４が熱的絶縁材料５に接触する。その機能は、上述したようにバインダが吸湿性材料３の上面、すなわち熱的絶縁材料５に対向する側に層として付加される場合と同様である。

バインダ４はまた、蒸気バリア２と吸湿性材料３との間に配置される第１の層と、吸湿性材料３と熱的絶縁材料５との間に配置される第２の層との、２つの層に配置することができる。第１の層は、好ましくは吸湿性材料３と同じ厚みあるいはより小さい厚みを与えられ、蒸気バリア２と吸湿性材料３との間の連続した接着を確実なものとする。しかしながら、この第１の層は、吸湿性材料３がこの層内に完全に埋め込まれるくらいに厚くなることは許されない。第２の層は、吸湿性材料３と熱的絶縁層５との間にきわめて薄く付加される。この第２の層は、第１の層の融点温度より低い温度が付加されつつ外側から負荷される圧力がバインダ４の第２の層を一方に押圧することができ、上述した如く吸湿性材料３が熱的絶縁材料５と部分的に接触して部分的に接着するように、薄く配置される。

バインダ４の付加の第４変形例は、例えば押圧あるいはスプレーによってきわめて薄く付加される、非連続的な層の形態である。このタイプの付加は、吸湿性材料３と熱的絶縁層５との間の所望される部分的な接着および部分的な接触を確実なものにする。バインダ４の非連続的な層は、吸湿性材料３が吸湿性塗料である場合に用いられるべきである。

バインダ中に吸湿性材料を配置することにより、驚くべき効果が示された。実際に、吸湿性材料に関連してバインダ中に孔が形成され、毛管現象による吸引を大きく改良することが見い出された。

熱的絶縁材料５は、ミネラルウールあるいはいくつかの他の拡散開放材料のような、適切には普通の熱的絶縁材料である。ミネラルウールという用語には、ガラス綿および岩綿が含まれる。

蒸気バリア２、吸湿性材料３およびバインダ４は別々の層として配置することができるが、製造上の理由により、図示のように、所望の接着を達成するために熱および圧力を付加することによってこの断熱システム１を製造する間、熱的絶縁材料５上に積層される積層体７の形態で配置されるべきである。積層体７は、一体に取り扱うことができるから、この断熱システム１を製造する間における熱的絶縁層５への付加がきわめて容易である。積層体７は、バインダ４の正確な量および配布を確実なものとし、したがって吸湿性材料３の熱的絶縁材料５に対する部分的な接触および部分的な接着の達成を確実なものとする。同時に、この積層体は、蒸気バリア２と熱的絶縁材料５との間の可能な限りの、所望する接着を確実なものとする。積層体７はまた、そのような場合には、熱的絶縁材料５に対する吸湿性材料３の所望の方向付けを確実なものとする。後者の実例は、吸湿性材料の糸の方向が管用断熱材６の軸線に対して垂直あるいは平行な場合である。

断熱システム１を製造する際には、積層体７あるいは個々の材料層は、圧力と熱の下において熱的絶縁材料５に対して付加される。熱とは、少なくとも一つのバインダ４の層、好ましくは吸湿性材料３と熱的絶縁材料５との間に配置された層の融点を越える温度を意味する。このプロセスにおいて、積層体７あるいは個々の材料層２、３，４は、熱的絶縁材料５と共に、断熱システム１の形態の単一のユニットを形成する。この断熱システム１は、例えばパイプシェル、マット、あるいはシートの形状とすることができる。

蒸気バリア２は、好ましくは、機械的に形成された穿孔８を有する。穿孔８は、吸湿性材料３を周囲空気に連通させるように、蒸気バリア２あるいは選択的に蒸気バリア２を有する積層体７を貫通して構成され、それによって要素および熱的絶縁材料５から吸収した凝縮液を蒸発させることができる。したがって、穿孔８は、蒸気バリア２および蒸気バリア２と吸湿性材料３との間の選択的なバインダ層４を貫通するような深さであるべきである。

穿孔８は、好ましくは１平方メートルあたり３０〜１００,０００個／平方メートル、より好ましくは２００〜５０，０００個／平方メートル、最も好ましくは１，０００〜３０，０００個／平方メートルの頻度で配設される。穿孔８は、規則的あるいは不規則なパターンで配設することができる。

蒸気バリア２の表面の全体に配置されることにより、この穿孔８は、吸湿性材料３の設計とは無関係に直接的に吸湿性材料３とぴたりと一致し、したがって蒸発のために周囲空気と連通する開口を形成する。吸湿性材料３と一致しない穿孔８は、熱的絶縁材料５に向かう小さな開口を形成し、その開口を介して水は浸透することができる。しかしながら、この水は同じ開口を介して蒸発することができ、あるいは次の穿孔８における蒸発のために毛管作用によって吸湿性材料３へと導かれる。

しかしながら、蒸気バリア２の厚みによっては、意図的に配置された穿孔８は必ずしも必要ではない。蒸気バリア２が金属あるいはプラスチックの箔である場合、それはその製造プロセスのために種々の程度のピンホール、すなわち小さな細孔として現れる材料欠陥を有しており、それが拡散を促進させる。箔がより薄いほど、ピンホールはより多くなる。１平方メートルあたり２００〜５０，０００個の範囲における下側の値である２００の穿孔が、７マイクロメートルの厚みを有するアルミニウム箔の通常の製造において発生するピンホールの数に相当する。ピンホールが、吸湿性材料３からの凝縮液の充分な蒸発を可能にするという、驚くべき効果を与えることが見い出された。したがって、ピンホールの形態の欠陥は、この点において穿孔と同等視することができる。

本発明の断熱システム１の機能は、以下に説明する。

上述した説明によると、周囲空気からの水が、蒸気バリア２の不可避な開口を介して断熱システム１に浸透する。さらに、水蒸気が拡散によって浸透する。周囲空気に対して断熱システム１および要素に温度差がある場合に凝縮が生じる。凝縮は、通常は要素の表面である最も冷たい表面に生じる。間隙水圧力の差によって駆動される毛管作用により、凝縮液は大気圧より低い圧力において、吸湿性材料の内部あるいは吸湿性材料に関連して見出される領域に向かおうとする。言い換えると、 凝縮液は熱的絶縁材料５を介して外側に移動し、吸湿性材料３との接触によって吸収される。この吸収は、吸湿性材料３内における凝縮液の分散に帰着する。この分散は、部分圧力の差によって加速され、それによって凝縮液は蒸気バリア２に形成されている穿孔８あるいはピンホールに向かって移動し、そこにおいて周囲空気と接触して蒸発することができる。使用の際には、断熱システム１の内部に、拡散した水蒸気と蒸発した水蒸気の量の間に平衡状態が生じる。

本発明による断熱システム１が水分の循環の増加を生じさせることが見い出された。穿孔８のために、拡散は従来の断熱システム１におけるものよりも実際にいくらか増加し、それはより多量の凝縮液が蒸発によって輸送されなければならないことを意味する。蒸発は多くのエネルギーを必要とするが、それは断熱容量の低下、すなわち従来の断熱システムにおけるよりも高いラムダ値（熱伝導率）の計測によって明らかとなる。このことは、当業者が理解するように、より厚い熱的絶縁材料５の層を配置することによって補償することができる。

図２ａは、管用断熱材６に適用された本発明の実施形態を示している。この管用断熱材６は、アルミニウム箔、網状の吸湿性材料３、およびポリエチレンのバインダ層（図示せず）の積層体７を備えている。バインダは、その量が２０〜５０グラム／平方メートルであり、かつ薄い連続した層として配置され、積層体７を形成するために最初に吸湿性材料３を蒸気バリア２に結合している。積層体７は、ローラによって穿孔される。管用断熱材６を製造するときには、機械的な高い圧力およびバインダの融点を越える温度の下で、積層体７が熱的絶縁材料５に付加される。この圧力および熱による処理の間、バインダは、吸湿性材料３の熱的絶縁材料５に対向する側面から、吸湿性材料３の網状構造における糸９の間の自由空間内に押し込まれる。このことは、吸湿性材料３が熱的絶縁材料５と部分的に接触することを意味する。さらに、吸湿性材料３あるいはむしろその内部の隙間と熱的絶縁材料５との間に、部分的な接着が生じる。

圧力および熱を付加する間に、蒸気バリア２と吸湿性材料３との間の初期の接着が有害な影響を受けることはない。この粘着力は、その間で全ての接触表面を通じて好ましくは連続する。この接着は、好ましくは、それらの間の全接触表面にわたって連続している。

管用断熱材６は、この管用断熱材６の取付けを容易にする、従来通りに長手方向に延びる貫通スロット１０（図示せず）を有している。この管用断熱材６を取り付けるときに、スロット１０は、好ましくは、穿孔８を有することができる接着テープ（図示せず）によって密封される。

図２ｂは、図２ａに示されている管用断熱材６の一部を拡大して示している。この拡大された部分は、熱の影響を受け、それによって網状の構造に形成されている吸湿性材料３の糸９の間の隙間内に、バインダ４が浸透した後の管用断熱材６を示している。この図は、吸湿性材料３と熱的絶縁材料５との間、および蒸気バリア２と吸湿性材料３との間に、如何にして部分的な接着が構成されるかを明瞭に示している。図示のために、穿孔８もまた示されているが、それらは熱的絶縁材料５および吸湿性材料３を周囲空気に連通させるように構成されている。いくつかの穿孔が吸湿性材料を周囲空気に連通させる間に、如何にして、他の穿孔が熱的絶縁材料を周囲空気に連通させるかが明瞭に示されている。

図３は、本発明による断熱システム１における管用断熱材６の他の実施形態を示している。この管用断熱材６は、図２ａのものと同じ内部構造を有している。したがって、その構造についてもう一度説明することはせず、かつ同じ参照符号は相当する部品のために用いる。この管用断熱材６は、図２に示したものと、その積層体７が管用断熱材６を円周方向において３６０度以上にわたって取り囲むような幅を有している、すなわち積層体７は突出したフラップ１１を形成している点において相違している。このフラップ１１は、周囲空気に自由に触れる表面１２を成形するような幅を有している。このフラップ１１は、管用断熱材６を取付けた後においてスロット１０を密封するための保護膜を有した接着テープ１３を、スロット１０に隣接した表面上に有している。フラップ１１のこの表面の外側には、吸湿性材料３が周囲空気に自由に露出しており、それによってこの露出表面１２は、断熱システム１の内側にある吸湿性材料２によって吸収された凝縮液のための追加の蒸発面積を形成している。したがって、凝縮液は、一方では蒸気バリア２を介して、他方ではフラップ１１のこの自由な露出表面１２を介して蒸発することができる。

そのような管用断熱材６を取り付けるときに、パイプシェルは、好ましくは、水や埃を集めてしまう上方に向いた部分が形成されないように、フラップ１１を方向付けて取り付ける。

上述した実施例のフラップを含める技術は、２つの連続した管用断熱材の間の重なり（図示せず）のためにも用いることができる。蒸気バリア、吸湿性材料、およびバインダに相当する構造を有したフラップは、第１の管用断熱材の終端に突出する表面として配置されている。２つの管用断熱材が並んで取り付けられているときに、第１のパイプシェルの突出表面は第２の管用断熱材の蒸気バリアと重なるように配置され、それによって多かれ少なかれ自由に露出する蒸発表面を形成する。そのような解決策において、吸湿性材料は、例えば、管用断熱材の軸線と平行に方向付けられた個々の糸、あるいは糸のかたまりとすることができる。

図４は、管用断熱材６のもう一つの変形例を示している。この管用断熱材６は、図２ａのそれと本質的に同じ内部構造を有している。したがって、その構造についてもう一度説明することはせず、かつ同じ参照符号を相当する部品のために用いる。この断熱システム１は、すでに示したシステムと、熱的絶縁材料５において相違している。この熱的絶縁材料５は、熱的絶縁材料５の内側にその断面形状が波形のパターンを形成する追加の吸湿性材料１４を有している。そのような熱的絶縁材料５は、当業者にとって周知のひだ状のマットと同様に製造することができる。ひだ状マットを製造する方法は、例えば欧州特許ＥＰ４３４５３６Ｂ１号を参照して記載されるが、そこにおいては吸湿性材料が付加されたミネラルウールのマットが硬化する前に水平方向に圧縮され、したがって波形パターンに帰着する。このように設計された断熱システム１は、その大きな吸収表面によってより大きな吸収能力を示す。

図５ａは、本発明の断熱システム１を有したたわみ管シェル６０を図示している。この管用断熱材６は、図２ａを参照して記載したパイプシェル６０は同様に組み立てられている。したがって、その構造についての説明を繰り返すことはせず、同じ参照符号を用いる。この断熱システム１は、パイプシェル６０の長手方向に沿って多くの短く柔軟な部分１５に分割された熱的絶縁材料５において相違している。各部分１５の間には、パイプシェル６０の長手方向に対して垂直な吸収表面を形成する、追加の吸湿性材料１４′が配置されている。この吸湿性材料１４′は、図示したように連続した表面として構成することもできるが、同じように首尾良く網のような網状構造から構成し、あるいは塗料とさえすることもできる。追加の吸湿性材料１４′はまた、上述したタイプの積層体７のピースから構成することもできる。その点で、この積層体は、２つの連続する部分１５の間の一方の表面上のみに、あるいは２つの連続する部分の両方の表面に配置することもできる。

この構造のパイプシェル６０には、追加の吸湿性材料１４′を有する領域に関連して局所的に、追加の穿孔８を有利に設けることができる。

図５ｂを参照すると、各部分１５は、好ましくは、熱的絶縁材料５のマット１６上のバインダ（図示せず）を有して配置された吸湿性材料１４′から作られる。吸湿性材料１４′はまた、その製造の間において後から受けさせることができる硬化プロセスの間に、熱的絶縁材料５に密着させることによって、バインダなしで密着するように作ることもできる。マット１６は、各部分１５の全長に対応した厚みを有している。その後、各部分１５は穿孔され／切断され／マット１６から鋸で切られ、かつ例えば蒸気バリア、ある種の吸湿性材料、および熱可塑性バインダを含む積層体（図示せず）の上に配置される。この製造プロセスはきわめて有利である。マット１６が、その製法による構造によって、本質的にマット１６の平面上に位置する繊維方向１７を有しているからである。穿孔され／切断され／鋸で切られ、かつパイプシェル６０の内部でその長手方向がパイプシェル６０の長手方向に方向付けられている個々の部分１５により、各部分の繊維方向はパイプシェル６０の長手方向に対して垂直である。このことは、この断熱システム１の内部の毛管作用によって凝縮液を輸送することにおいてプラスの効果を有している。

図６ａは、本発明の断熱システム１における断熱材１９の他の実施形態を示している。この断熱材１９は、図２ａに示した管用断熱材６と同じ内部構造を有している。したがって、その構造をもう一度説明することはせず、かつ同一の参照符号を相当する部品に用いる。この積層体７は、管用断熱材に形成されているスロット１０の各側に第１および第２の突出フラップ１１ａ，１１ｂを形成する、そのような領域を円周方向に有している。例えばパイプ（図示せず）上に断熱材１９を取り付けるときに、第１のフラップ１１ａは、スロット１０を介して内側に延びて好ましくはパイプに接触するように配置される。第１のフラップ１１ａは、スロット１０の深さを越える幅、すなわち熱的絶縁材料５の厚みを越える幅を有していなければならない。第１のフラップ１１ａは、その幅に応じて、平坦に置かれ、あるいは図示したようにスロット１０内において２つに折返される。フラップ１１ａが平坦に置かれる場合には、好ましくは、積層体７の吸湿性材料３を有する側がパイプに向くようにスロット１０に配置される。第２のフラップ１１ｂは、有利には、図３に示した管用断熱材６のように、周囲空気に自由に曝される表面１２を形成するような幅を有している。第２のフラップ１１ｂは、スロット１０に隣接するその表面上に、断熱材１９を取付けた後にスロット１０を封止するための保護膜を具備した接着テープ１３を有している。第２のフラップ１１ｂのこの表面の外側には、吸湿性材料３が周囲空気に対して自由に露出しており、それによってこの露出表面１２は、この断熱システム１の内部において吸湿性材料３によって吸収された凝縮液のための追加の蒸発面積を形成している。このようにして、凝縮液は、一方においては蒸気バリア２を介して、他方においては第２のフラップ１１ｂの自由に露出する表面１２を介して、蒸発することができる。

図６ｂは、図６ａに示した実施形態のもう一つの変形例を示している。第１のフラップ１１ａおよび第２のフラップ１１ｂは、好ましくは、それぞれ同じ幅を有しており、接着テープを設けることもできるし設けないこともできる。図６ｂにおいて、フラップ１１ａ，１１ｂは接着テープなしで示されている。フラップ１１ａ、１１ｂは、円周方向に延びるスロット１８によって区切られている。そのような断熱材１９を取り付けるときには、第１のフラップ１１ａおよび第２のフラップ１１ｂは、交互にスロット１０を介して内側に延びるように、有利にはパイプと接触するように配置される。フラップ１１ａ、１１ｂは、平坦に置かれあるいはスロット１０内において２つ折りとされる。さらにそれらは、好ましくは、積層体７の吸湿性材料３を有している側が外側に向かうように、すなわちパイプに向かうように、スロット１０内に配置される。

図６ａおよび図６ｂに示した実施形態は、堅固なパイプシェル、あるいは熱的絶縁層５内に一体化された追加の吸湿性材料３を有しない他の断熱システム１に特に関連している。

断熱システム１の上記の実施例が、同じ様に首尾良くマットあるいはシートの形態に構成できることは、当業者が理解するところである。

吸湿性材料の分離している構成要素と組み合わせて本発明の断熱システム１を用いることができることもまた、当業者が理解するところである。例えば、断熱される要素に関連させて直接的に吸湿性材料３を付加することが有利であり得る。そのような追加の吸湿性材料は、有利には、要素に沿って流れる凝縮液を吸収するために、水平でない要素の上に一定の間隔で付加される。

本発明が、図示しかつ記載してきた本発明の断熱システム１の実施形態に限定されないことは理解される。したがって、いくつかの変更および変形が実行可能であり、それ故に本発明は添付の請求の範囲によって排他的に定められる。

本発明の断熱システムに含まれている材料層の模式的な断面図。 本発明の第１実施例における管用断熱材の要部破断斜視図。 図２ａの管用断熱材の要部拡大図。 吸湿性材料が積層物製のフラップを介して周囲空気にさらされている、本発明の第２実施形態における管用断熱材の斜視図。 熱的絶縁材料が追加の吸湿性材料を備えている、本発明による管用断熱材の斜視図。 柔軟なパイプシェルの形態の断熱システムの一部断面側面図。 図５ａに示されているパイプシェルの個々の部分の製造を模式的に示す斜視図。 積層物が１つ若しくは複数の重なり合うフラップとして構成されている管用断熱材の２つの変形例の斜視図。

Claims (12)

1. その外側表面の温度が周囲空気の露点温度より周期的に低くなるパイプおよび類似の設備部品のためのパイプシェルであって、熱的絶縁層(５)と、前記熱的絶縁層（５）の一方の側に配置された蒸気バリアの層(２)と、吸湿性材料（３）の層と、を備えているものにおいて、
   前記パイプシェルが、外側から、前記蒸気バリアの層(２)、前記吸湿性材料（３）の層および前記熱的絶縁層(５)を備えるようにこれらの層（２、３、５）が周方向に配置され、これによって、前記吸湿性材料（３）の層が、前記蒸気バリア(２)の層と前記熱的絶縁層(５)との間に周方向に配置されるとともに、少なくとも部分的に前記蒸気バリア(２)に接続されており、
   前記蒸気バリア(２)及び前記吸湿性材料(３)との組合せが、前記吸湿性材料(３)が前記熱的絶縁層(５)と部分的に接触するように、前記熱的絶縁層(５)に接続されており、前記吸湿性材料（３）の層は前記パイプシェルを受ける設備部品の外側面に接触しないように配置されている、
   ことを特徴とするパイプシェル。
2. 前記吸湿性材料(３)が、その融点以上に加熱された後に、前記吸湿性材料(３)を前記熱的絶縁層(５)に触れさせるように配置されている熱可塑性バインダ(４)によって、前記熱的絶縁層(５)に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のパイプシェル。
3. 前記吸湿性材料(３)が熱可塑性であることを特徴とする請求項１に記載のパイプシェル。
4. 前記蒸気バリア(２)および前記吸湿性材料(３)が積層体(７)を構成していることを特徴とする請求項１に記載のパイプシェル。
5. 前記蒸気バリア(２)、前記吸湿性材料(３)、および前記熱可塑性バインダ(４)が積層体(７)を構成していることを特徴とする請求項２に記載のパイプシェル。
6. 前記熱可塑性バインダ(４)が第１および第２の層として設けられ、前記第１の層が前記蒸気バリア（２）の層の隣に設けられ、前記第２の層が前記熱的絶縁層（５）の隣に設けられていることを特徴とする請求項５に記載のパイプシェル。
7. 前記積層体(７)が、前記吸湿性材料(３)を周囲空気に連通させるように構成された穿孔(８)を備えていることを特徴とする請求項４または５に記載のパイプシェル。
8. 前記吸湿性材料(５)が非連続的な層であることを特徴とする請求項１に記載のパイプシェル。
9. 前記熱可塑性バインダ(４)が非連続的な層として配置されていることを特徴とする請求項２に記載のパイプシェル。
10. 前記熱的断熱層(５)は、追加の吸湿性材料（１４；１４’）を備えていることを特徴とする請求項１に記載のパイプシェル。
11. 前記吸湿性材料(３)が前記蒸気バリア(２)の補強を形成していることを特徴とする請求項１に記載のパイプシェル。
12. 前記蒸気バリア(２)が水蒸気の拡散に対する抵抗が周囲大気の空気湿度に依存する性質を有していることを特徴とする請求項１、４及び５のいずれか一項に記載のパイプシェル。

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